Инвертор на полевых транзисторах с управляющим переходом Советский патент 1980 года по МПК H03K19/40 

(54) ИНВЕРТОР НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ С УПРАВЛЯЮЩИМ ПЕРЕХОДОМ

Изобретение относится к ооласти электронной техники, автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в монолитных интегральных микросхемах.

Известен инвертор на полевых транзисторах с управляющим переходом (ПТУП-) , содержащий два ключевых каскада, причем сигнал с выхода первого каскада поступает на вход второго каскада через рёзистивный делитель, подключенный к. дополнительному источнику питания. Этим достигается необходимый для управления вторым ключевым каскадом сдвиг уровня напряжения.Для смещения затвора ПТУП первого каскада необходим еще с$дин источник питания 1 . :Недостатками инвертора являются. наличие трех источников питания и потребление мощности от источника питания в статическом состоянии.

Известны переключающие устройства на полевых транзисторах с управляющим переходом, содержащие ком-, плементарную пару последовательно . включенных ПТУП, которая образует Л -диод, .имеющий А-образную вольтамперную характеристику, если затВор одного из транзисторов пары .подключен к истоку другого транзистора пары, затвор которого подключен к стоку первого транзистора пары, или А-транзистор, обладающий семейством -Л -образных вольт-амперных характеристик, если затвор одного из транзисторов .пары подключён к входной шине,на которую пос10тупает управляющее напряжение, сток одного из транзисторов пары подключен к выходной шине и через резистор к шине питания, исток другого транзистора пары подключен к

15 общей шине . 2 .

.Недостатком известных переключающих устройств на ПТУП, содержа1ДИХ -транзистор, является потребление мощности в статическом режиме,

20 Целью изобретения является умень.шение потребляемой мощности.

Для этого в инвертор на полевых транзисторах с управляю1дим переходом, содержащий комплементарную

25 пару транзисторов,- образующую первый Л-транзистор, включенный между выходной и общей шинами, введен второй Л-транзистор дополняющего типа, включенный между шиной питания и выходной шиной, затвор одного из комплементарных транзисторов которого подключен через дополнительно введенный X-диод к входной шине,при этом затвор одного из комплементарны транзисторов первого Л-транзистора через второй дополнительно введенный А-диод в обратном включении также подключен к входной шине. На фиг. 1 представлена электрическая дгринципиальная схема инвертора, в котором четыре полевых транзистора 1 - 4 с управляющим переходом и с чередующимися типами проводимости каналов попарно образуют первый Х-транзистор 5, включенный между выходной шиной 6 и общей шиной 7,, и второй -транзистор 8 допол няющего типа, включенный между шиной питания 9 и выходной шиной. Затворы транзисторов 1 и 4 подключены -к выходной шине, затвор транзистора 2 через А-диод 10 в обратном включении и затвор транзистора 3 через Д.-диод 11 в прямом включении подключены к входной игане 12. На фиг. 2 представлены вольтамперные характеристики X-транзист ров 5 (сплошны ет линиями) и 8(пункт ными линиями}. . инвертор работает следующим обра зом. В исходном состоянии сигнал на шину 12 не поступает, ее потенциал равен потенциалу общей шины 7, А-ди 10 открыт, затвор транзистора 2 име ет нулевой потенциал, поэтому .;1-транзистор 5 закрыт (кривая 13 на фиг. 2), А -транзистор 8 открыт.(кр вая 14 на фиг. 2), а А-диод 11 зак и препятствует прохождению тока через прямое метенный переход транзистора 3. Рабочей точкой инвертора в этом состоянии является точка 15 (фиг. 2), при этом выходное напряжение равно напряжению питания ЕП , а сквозной ток-через инвертор не протекает, так как А-транзистор 5 закрыт. При поступлении на шину 12 входного сигнала, по напряжению равного напряжению питания, А-диод 11 открывается и- А-транзистор 8 переходит в закрытое состояние (кривая 16 на фиг . 2). А-Диод 10 во вр мя переходного процесса остается открытым до тех пор,, пока не откроется управляющий переход транзистора 2. Ток через прямосмещенный .управляющий переход транзистора 2 переводит А-диод 10 в закрытое состояние, при этом А-транзистор 5 открывается (кривая 17 на фиг. 2) и рабочей точкой инвертора становится точка 18. При этом сквозной ток через инвертор не протекает, так как А-транзистор 8 закрыт, через прямосмещенный переход транзистора 2 также не протекает, так как А-диод 10 закрыт. В этом состоянии, как и в предыдущем, происходит логическое инвертирование входного сигнала, вместе - с тем мощность от источника питания практически не потребляется, так как в статическом состоянии, ток, потребляемый от источника питания, определяется лишь токами утечки закрытых Полевых транзисторов. Малое потребление мс.щности делает возможным применение инвертора в интегральных схемах с повышенной плотностью упаковки. Формула изобретения Инвертор на полевых транзисторах с управляющим переходом, содержащий комплементарную пару транзисторов, образующую первый А-транзистор, включенный между выходной и общей шинами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в него введен второй А-транзистор дополняющего типа, включенный между шиной питания и выходной шиной, затвор одного из комплементарных транзисторов которого подключен через дополнительно введенный Л-диод к входной шине, при этом затвор одного из комплементарных транзисторов первого А-транзистора через второй дополнительно введенный А-диод в обратном включении также подключен к входной шине. Источники информации, принятые BQ внимание при экспертизе 1.Кармазйнский A.M. Унитроны, их особенности и использование (обзор). Приборы и техника эксперимента, Зр 1965. , 2.Дьяконов В.П., -Семенова О.В. Переключающие устройства на А-транзисторах .«Приборы и -техника эксперимента, № 5, 1977, с. 96-98.